[发明专利]苯与丙烯液相烷基化生产异丙苯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种苯与丙烯液相烷基化生产异丙苯的方法。

背景技术

异丙苯是生产苯酚、丙酮和α-甲基苯乙烯的重要中间体原料。目前世界上90％以上的苯酚是采用异丙苯法生产。

工业上生产异丙苯的传统方法有美国环球油品公司(UOP)的固体磷酸法(SPA法)和Monsanto/Lummus Crest公司的改进AlCl₃法。SPA操作条件苛刻，杂质多，不能通过反烃化来提高异丙苯的产率。而AlCl₃法虽然有较缓和的反应条件，并能通过反烃化提高异丙苯的产率，但该催化剂腐蚀性强、污染重并且后处理繁杂。

目前普遍采用酸性沸石作为烷基化反应的催化剂，这些酸性沸石包括ZSM-5，Y，Beta，MCM-22等。酸性沸石实际上为结晶微孔硅铝酸盐，其基本骨架结构是基于刚性的三维TO₄(SiO₄，AlO₄等)单元结构；在此结构中TO₄是以四面体方式共享氧原子，骨架四面体如AlO₄的电荷平衡是通过表面阳离子如Na⁺，H⁺的存在保持的。同时，在沸石的结构中存在着丰富的、孔径一定的孔道体系，这些孔道相互交错形成三维网状结构。以酸性沸石为催化剂具有杂质少、无污染、无腐蚀的特点，主要副产物多烷基苯可经反烃化转变为烷基苯，烷基苯产率高达99％以上。美国专利US3751506介绍了以ZSM-5为催化剂、乙烯和苯的气相烷基化反应。美国专利US3251897描述了Y沸石催化烯烃液相烷基化的结果。EP0433932932A1介绍了采用丝光沸石为催化剂进行苯和烯烃的烷基化反应的结果，US5672799、US6162416、US5434326、US5198595报道了采用Beta沸石为催化剂进行液相烷基化的结果，US5362697、US5453554、US6051521、ZL94192390.8和Z103158882.4公开了采用了具有MWW结构的MCM-22及MCM-56为催化剂催化烯烃液相烷基化反应的结果。所有上述催化剂的共同缺点是苯烯比高，分离能耗大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题以往技术中使用的催化剂存在苯烯比高的问题，提供一种新的苯与丙烯液相烷基化生产异丙苯的方法。该方法具有苯烯比低的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种苯与丙烯液相烷基化生产异丙苯的方法，以苯和丙烯为反应原料，在反应温度为100～200℃，反应压力为1.5～4.0MPa，苯/丙烯摩尔比为1.0～4.0，丙烯重量空速为0.2～8.0小时^-1条件下反应原料与催化剂接触液相合成异丙苯，其中所用的催化剂以重量百分比计包括以下组份：

a)40～90％的有机硅微孔沸石；

b)10～60％的粘结剂；

其特征在于所述有机硅微孔沸石包括以下摩尔关系的组成：(1/n)Al₂O₃∶SiO₂∶(m/n)R，式中n＝5～250，m＝0.01～50，R为烷基、烷烯基或苯基中的至少一种；所述有机硅微孔沸石的Si²⁹NMR固体核磁图谱在-80～+50ppm之间至少包含有一个Si²⁹核磁共振谱峰；所述有机硅微孔沸石的X-射线衍射图谱在12.4±0.2，11.0±0.3，9.3±0.3，6.8±0.2，6.1±0.2，5.5±0.2，4.4±0.2，4.0±0.2和3.4±0.1埃处有d-间距最大值。

上述技术方案中，n的优选范围为10～100，m的优选范围为0.05～20。所述烷基优选方案为碳原子数为1～8的烷基，更优选方案为选自甲基或乙基。所述烷烯基优选方案为碳原子数为2～10的烷烯基，更优选方案为乙烯基。粘结剂优选方案为选自氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化锆或其混合物。反应温度优选范围为120～180℃；反应压力优选范围为2.0～3.5MPa；丙烯重量空速优选范围为0.3～6.0小时^-1；苯/丙烯摩尔比优选范围为1.5～3.5。

本发明中的有机硅微孔沸石的合成方法如下：